聚焦超声波旋的跨转向与二元声学元面的双声元面
1School of Engineering Medicine, Beihang University, Beijing 100191, China; Beijing Advanced Innovation Center for Biomedical Engineering, Beijing 100191, China; Shenzhen Institute of Beihang University, Shenzhen 518000, China.
这项研究引入了3D打印的二元声学元表面 (BAMs),以通过头骨引导聚焦的超声波束. 这项创新能够通过克服由骨质引起的异常来实现精确的声学操纵,从而实现新的生物医学应用.
科学领域:
- 声学超级表面的表面.
- 生物医学超声波 生物医学超声波
- 波浪操纵 波浪操纵是一种
背景情况:
- 超声波旋越来越多地用于粒子操纵和通信.
- 通过骨头,特别是头骨传输聚焦超声波,由于光束偏差,存在重大挑战.
- 现有的声学镜头在纠正头骨诱导的偏差和生成动态超声波场方面存在局限性.
研究的目的:
- 介绍一种用于通过骨指挥聚焦超声波束的新方法.
- 为了克服超声应用中骨诱导的相位偏差的局限性.
- 为了实现生物医学目的的骨结构内或骨结构的精确声学操纵.
主要方法:
- 开发和应用3D打印的二元声学元表面 (BAM) 厚度为0.8 λ.
- 使用时间逆转技术计算相位分布,以纠正骨引起的相位偏差.
- 通过数值模拟和ex vivo人类头骨实验进行实验验证.
主要成果:
- 通过调整操作频率,成功地在人体头骨内部生成可引导的聚焦超声波.
- 证明BAMs能够纠正骨引起的光束偏差的能力.
- 在头骨内产生更高阶 (l=2-4) 的数值验证,证明了可扩展性.
结论:
- 3D打印的BAM提供了一种新且有效的解决方案,用于对焦超声波束的跨转向.
- 时间逆转技术与BAM相结合,可以通过骨头精确控制声场.
- 这一进步为具有成本效益的粒子捕获,凝块操纵和生物医学中的声力应用开辟了新的可能性.
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